Схема управления
Все составляющие элементы приточно-вытяжной установки должны быть правильно интегрированы в систему работы установки, и выполнять свои функции в должном объеме. Задачу управления работой всех компонентов решает автоматизированная система управления технологическим процессом. В комплект установки включены датчики, анализируя их данные, система управления корректирует работу нужных элементов. Система управления позволяет плавно и грамотно выполнять цели и задачи приточно-вытяжной установки, решая сложные проблемы взаимодействия всех элементов установки между собой.
Пульт управления вентиляциейНесмотря на сложность системы управления технологическим процессом, развитие технологий позволяет предоставить обычному человеку пульт управления от установки в таком виде, чтобы с первого прикосновения было понятно и приятно пользоваться установкой на всем протяжении ее службы.
Пример. Расчет эффективности рекуперации тепла:Расчет эффективности применения рекуперативного теплообменника в сравнении с использованием только электрического или только водяного нагревателя.
Рассмотрим систему вентиляции, с расходом 500 м3/ч. Расчеты будут проводиться для отопительного периода в г. Москва. Из СНиПа 23-01-99 «Строительная климатологи и геофизика» известно, что продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже +8°С составляет 214 суток, средняя температура периода со среднесуточной температурой ниже +8°С составляет -3,1°С.
Рассчитаем необходимую среднюю тепловую мощность: Для того, чтобы нагреть воздух с улицы до комфортной температуры в 20°С, потребуется:
N = G * Cp * ρ(в-ха) * (tвн-tср )= 500/3600 * 1,005 * 1,247 * = 4,021 кВт
Данное количество теплоты за единицу времени можно передать приточному воздуху несколькими способами:
- Нагрев приточного воздуха электрическим нагревателем;
- Нагрев приточного теплоносителя удаляемым через рекуператор, с дополнительным нагревом электрическим нагревателем;
- Нагрев уличного воздуха в водяном теплообменном аппарате и др.
Расчет 1: Теплоту к приточному воздуху передаем посредством электрического нагревателя. Стоимость электроэнергии в г. Москва S=5,2 руб/(кВт*ч). Вентиляция работает круглосуточно, на протяжении 214 суток отопительного периода, сумма денежных средств, в этом случае будет равна:Ц1=S * 24 * N * n = 5,2 * 24 * 4,021 * 214 =107 389,6 руб/(отоп.период)
Расчет 2: Современные рекуператоры осуществляют передачу теплоты с высокой эффективностью. Пусть рекуператор нагрел воздух на 60% от требуемой теплоты в единицу времени. Тогда электрическому нагревателю необходимо затратить следующее количество мощности:N(эл.нагр) = Q – Qрек = 4,021 – 0,6 * 4,021 = 1,61 кВт
При условии, что вентиляция будет работать на всем промежутке отопительного периода, получаем сумму за электроэнергию:Ц2 = S * 24 * N(эл.нагр) * n = 5,2 * 24 * 1,61 * 214 = 42 998,6 руб/(отоп.период) Расчет 3: Для нагрева уличного воздуха используется водяной нагреватель. Ориентировочная стоимость тепла от технической горячей воды за 1 гкал в городе Москва:Sг.в .= 1500 руб./гкал. Ккал=4,184 кДжДля нагрева нам потребуется следующее количество тепла:Q(г.в.) = N * 214 * 24 * 3600 / (4,184 * 106)= 4,021 * 214 * 24 * 3600 / (4,184 * 106) = 17,75 ГкалВ работе вентиляции и теплообменного аппарата на всем холодном периоде года сумма денежных средств за теплоту технической воды:Ц3 = S(г.в.) * Q(г.в.) = 1500 * 17,75 = 26 625 руб/(отоп.период)
Результаты расчетов затрат на подогрев приточного воздуха за отопительный период года:
| Электрический нагреватель | Электрический нагреватель+ рекуператор | Водяной нагреватель |
|---|---|---|
| 107 389,6 руб | 42 998,6 руб | 26 625 руб |
Из приведенных расчетов видно, что самый экономичный вариант это использование контура горячей технической воды. Помимо этого сумма денежных средств, необходимая для нагрева приточного воздуха значительно снижается при использовании рекуперативного теплообменника в системе приточно-вытяжной вентиляции в сравнении с использованием электрического нагревателя.В заключении хотелось бы отметить, что применение в системах вентиляции установок с рекуперацией или рециркуляцией позволяет использовать энергию удаляемого воздуха, что позволяет снижать затраты энергии на нагрев приточного воздуха, следовательно снижаются денежные расходы на эксплуатацию системы вентиляции. Использование теплоты удаляемого воздуха является современной энергосберегающей технологией и позволяет приблизиться к модели «умного дома», в котором максимально полно и полезно используется любой доступный вид энергии.
Получить бесплатную консультацию инженера по вентиляции с рекуперацией
Получить!
Шаг 3. Место размещения
По месту монтажа устройства для рекуперации бывают потолочные и напольные. Существует вариант стеновой автономной установки, когда он работает независимо от общей системы отопления и вентиляции. В этом случае рекуператоры устанавливаются в помещении, где есть граничащие с атмосферой стены. Потолочное размещение целесообразно при наличии натяжных или подвесных потолков.
В этих технологических полостях все коммуникации будут скрыты, и эстетика жилого помещения не пострадает.
Напольное размещение предполагает установку конструкции в технических помещениях совместно с системами кондиционирования или отопления воздухом. Производительность этих схем неограниченная, но требует грамотно разработанной сопутствующей обвязки. В отличие от потолочного размещения, этот способ дешевле и легче по трудозатратам.
Иногда так решается проблема охлаждения помещения с ограниченным объемом при работе в нем мощного источника.
Чтo нeoбxoдимo yчитывaть в paбoтe paзличныx мoдeлeй oбopyдoвaния
Каждая система рекуперации воздуха для частного дома имеет свои сильные стороны и области применения.
Система вентиляции в частном доме с рекуперацией включает в себя не только поддержание температурных и влажностных показателей, но и устранение неблагоприятных запахов. На рынке представлен разнообразный выбор моделей, которые отличаются функциональными особенностями и способом установки.
Например, вытяжка, установленная в вентиляции, позволяет удалять копоть, запахи и жир. Таким образом, в помещение поступает чистый воздух, а на мебели не оседает жирная пыль. Такие условия благотворно влияют на наше самочувствие и облегчают уборку.
Пластинчатый теплообменник
Конструкция теплообменника такова, что потоки воздуха не смешиваются благодаря металлическим пластинам, разделяющим потоки воздуха. Это простое техническое решение обеспечивает более эффективный теплообмен. Строительство таких устройств не требует больших инвестиционных затрат. Благодаря отсутствию движущихся частей, такое устройство будет работать относительно долго. В настоящее время эффективность таких устройств достигает 60-65%.
Элементы изготовлены из алюминиевых сплавов. Они не подвергаются коррозионным изменениям и характеризуются высоким коэффициентом теплопроводности.
Вращающаяся система
Рекуператор жидкости в офисном здании
В данном типе оборудования смешивается небольшая часть воздушных потоков, так как воздушные потоки изолируются щетками с мелкими щетинками. Роторная система занимает большую площадь, чем пластинчатая, но при этом обладает высокой эффективностью (до 86% в лучших моделях). Вращающаяся крыльчатка и приводящий ее в движение ремень снижают общую надежность устройства и увеличивают энергетические затраты на регенерацию.
Схема регенерации жидкости для офисного помещения
Эти модели стоят дорого и не имеют более высокого КПД, чем аналогичные устройства. Основным положительным отличием является возможность размещения отдельных блоков на большом расстоянии друг от друга. Поэтому жидкостные охладители в основном используются в больших коммерческих зданиях. В частных домах для рекуперации воздуха в доме обычно используется пластинчатый или лопастной рекуператор.
Бризер
Система рекуперации воздуха для частного дома и охладитель различаются по своему назначению. Назначение охладителя – нагревать воздух. В нем отсутствует процесс теплообмена, поэтому для повышения температуры воздуха требуется много электроэнергии.
Компактная модель рекуператора
Данная модель представляет собой рекуператор типа местной вентиляции в односемейном доме. Стоит подумать о его использовании. Компактные модели могут быть установлены в стенах различных помещений. Они работают отдельно, поэтому их не нужно подключать к центральной установке, которая задает и контролирует все устройства.
В таких моделях два воздушных потока движутся синхронно друг с другом благодаря встроенным вентиляторам. Изменение эффективности работы осуществляется с помощью пульта дистанционного управления. В ночное время устройство можно переключить в бесшумный режим.
Для предотвращения замерзания предусмотрены специальные каналы, по которым проходит часть теплого воздуха. Однако эта защита действует только до температуры -15ºC. Активация режима вытяжки помогает удалить иней и лед с поверхности теплообменника. В этом режиме также удается очистить воздух в помещении от удушливого дыма и других примесей.
Встроенный фильтр защищает от проникновения загрязняющих веществ извне: его ячейки имеют такой размер, что не блокируют поток воздуха, но препятствуют проникновению насекомых и растительного помета. На внутренней стороне рекуператора имеется съемная крышка для обслуживания.
Схема управления
Все составляющие элементы приточно-вытяжной установки должны быть правильно интегрированы в систему работы установки, и выполнять свои функции в должном объеме. Задачу управления работой всех компонентов решает автоматизированная система управления технологическим процессом. В комплект установки включены датчики, анализируя их данные, система управления корректирует работу нужных элементов. Система управления позволяет плавно и грамотно выполнять цели и задачи приточно-вытяжной установки, решая сложные проблемы взаимодействия всех элементов установки между собой.
Пульт управления вентиляциейНесмотря на сложность системы управления технологическим процессом, развитие технологий позволяет предоставить обычному человеку пульт управления от установки в таком виде, чтобы с первого прикосновения было понятно и приятно пользоваться установкой на всем протяжении ее службы.
Пример. Расчет эффективности рекуперации тепла:Расчет эффективности применения рекуперативного теплообменника в сравнении с использованием только электрического или только водяного нагревателя.
Рассмотрим систему вентиляции, с расходом 500 м3/ч. Расчеты будут проводиться для отопительного периода в г. Москва. Из СНиПа 23-01-99 «Строительная климатологи и геофизика» известно, что продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже +8°С составляет 214 суток, средняя температура периода со среднесуточной температурой ниже +8°С составляет -3,1°С.
Рассчитаем необходимую среднюю тепловую мощность: Для того, чтобы нагреть воздух с улицы до комфортной температуры в 20°С, потребуется:
N = G * Cp * ρ(в-ха) * (tвн-tср )= 500/3600 * 1,005 * 1,247 * = 4,021 кВт
Данное количество теплоты за единицу времени можно передать приточному воздуху несколькими способами:
- Нагрев приточного воздуха электрическим нагревателем;
- Нагрев приточного теплоносителя удаляемым через рекуператор, с дополнительным нагревом электрическим нагревателем;
- Нагрев уличного воздуха в водяном теплообменном аппарате и др.
Расчет 1: Теплоту к приточному воздуху передаем посредством электрического нагревателя. Стоимость электроэнергии в г. Москва S=5,2 руб/(кВт*ч). Вентиляция работает круглосуточно, на протяжении 214 суток отопительного периода, сумма денежных средств, в этом случае будет равна:Ц1=S * 24 * N * n = 5,2 * 24 * 4,021 * 214 =107 389,6 руб/(отоп.период)
Расчет 2: Современные рекуператоры осуществляют передачу теплоты с высокой эффективностью. Пусть рекуператор нагрел воздух на 60% от требуемой теплоты в единицу времени. Тогда электрическому нагревателю необходимо затратить следующее количество мощности:N(эл.нагр) = Q – Qрек = 4,021 – 0,6 * 4,021 = 1,61 кВт
При условии, что вентиляция будет работать на всем промежутке отопительного периода, получаем сумму за электроэнергию:Ц2 = S * 24 * N(эл.нагр) * n = 5,2 * 24 * 1,61 * 214 = 42 998,6 руб/(отоп.период) Расчет 3: Для нагрева уличного воздуха используется водяной нагреватель. Ориентировочная стоимость тепла от технической горячей воды за 1 гкал в городе Москва:Sг.в .= 1500 руб./гкал. Ккал=4,184 кДжДля нагрева нам потребуется следующее количество тепла:Q(г.в.) = N * 214 * 24 * 3600 / (4,184 * 106)= 4,021 * 214 * 24 * 3600 / (4,184 * 106) = 17,75 ГкалВ работе вентиляции и теплообменного аппарата на всем холодном периоде года сумма денежных средств за теплоту технической воды:Ц3 = S(г.в.) * Q(г.в.) = 1500 * 17,75 = 26 625 руб/(отоп.период)
Результаты расчетов затрат на подогрев приточного воздуха за отопительный период года:
| Электрический нагреватель | Электрический нагреватель+ рекуператор | Водяной нагреватель |
|---|---|---|
| 107 389,6 руб | 42 998,6 руб | 26 625 руб |
Из приведенных расчетов видно, что самый экономичный вариант это использование контура горячей технической воды. Помимо этого сумма денежных средств, необходимая для нагрева приточного воздуха значительно снижается при использовании рекуперативного теплообменника в системе приточно-вытяжной вентиляции в сравнении с использованием электрического нагревателя.В заключении хотелось бы отметить, что применение в системах вентиляции установок с рекуперацией или рециркуляцией позволяет использовать энергию удаляемого воздуха, что позволяет снижать затраты энергии на нагрев приточного воздуха, следовательно снижаются денежные расходы на эксплуатацию системы вентиляции. Использование теплоты удаляемого воздуха является современной энергосберегающей технологией и позволяет приблизиться к модели «умного дома», в котором максимально полно и полезно используется любой доступный вид энергии.
Получить бесплатную консультацию инженера по вентиляции с рекуперацией
Получить!
Вентиляция в квартире при помощи рекуператоров
Еще одним фактом в пользу обычной приточно-вытяжной вентиляции является то, что очень часто мы забывали о том, что у нас в квартире существуют естественные вытяжные каналы вентиляции, которые располагаются на кухне, в ванной комнате и туалете. Через эти каналы, воздух должен обязательно удаляться из этих помещений и если в случае с обычной вентиляцией как раз и используются эти каналы для удаления воздуха из квартиры, то система вентиляции с рекуператором этого не предусматривает.
Приточно-вытяжная система с рекуперацией воздуха является сбалансированной, то есть, сколько воздуха в нее входит, столько же воздуха она и выбрасывает на улицу.
В результате, установив систему с рекуперацией воздуха, мы проветриваем жилую часть квартиры, а что у нас будет происходить в оставшейся части квартиры-забываем.
Система вентиляции с рекуперацией не предусматривает забор воздуха из кухни, ванной комнаты и туалета.
(Некоторые установки снабжены дополнительным патрубком для забора воздуха из кухни, но забор из ванны и туалета и в этих установках тоже не предусмотрен)
В результате мы получаем, что комнаты у нас проветриваются, а в остальной части квартиры, творится непонятно, что. Запахи из туалета могут кочевать и в ванну и в кухню и наоборот, запах из кухни будет бродить по квартире двигаясь в сторону ванны и туалета. Установив рекуператор мы получаем, что сколько воздуха у нас попадает в комнаты, столько же воздуха и удаляется из них на улицу и мы потихоньку подходим к главному вопросу: Где взять воздух для естественной вытяжной вентиляции из кухни, ванной комнаты и туалета?
Первое, что приходит на ум это открывать окна. Но тогда зачем вообще городить огород с такой не простой системой проветривания и сетью воздуховодов, если в конечном итоге все равно придется открывать окна? Выход из данной ситуации есть, но он не однозначен.
Первый вариант это использование так называемого «перекоса» в режиме работы рекуператора. Т.е. систему приток-вытяжка можно настроить так чтобы притока воздуха было на 10-15% больше чем вытяжки. Таким образом у нас появится излишек воздуха который будет подаваться в комнаты, а оттуда двигаться в сторону кухни, ванной комнаты и туалета и удаляться из этих помещений через естественные вентиляциолнные каналы. Казалось бы проблема решена, но как всегда и везде есть одно НО.
Что мы получим в результате, настроив свой рекуператор в режим перекоса?
Почему «частичную нормализацию»? Потому что для нормальной вытяжки из ванной и санузла необходимо около 75м3/ч воздуха, а из кухни порядка 150-180м3/ч. Таким образом всего нужно порядка 200 м3/ч «лишнего воздуха», а это для обычного домашнего рекуператора не малая цифра. Если эта цифра составляет 15% от всего объема воздуха прокачиваемого рекуператором, то общий объем всей системы должен быть равен примерно 1300 м3/ч. Согласитесь, цифра достаточно большая для обычной квартиры в 70-150 м2. Если ставить рекуператор меньшего объема и выделять те же 200 м3/ч воздуха для естественной вытяжки, то перекос в работе системы будет гораздо больше положенных 15%, а КПД рекуператора будет стремиться к 0 из-за того, что приточного холодного воздуха становится значительно больше чем вытяжного, приточный воздух нагревается значительно слабее и в результате либо падает температура воздуха в комнатах, что ведет ес-но к дискомфорту, либо приходится использовать в системе дополнительный электрический нагреватель для догрева воздуха, что приводит к большому расходу электроэнергии и сводит на нет всю экономию.
Второй вариант получения избыточного воздуха в квартире, для удаления его через каналы естественной вентиляции, это установка проветривателя типа Тион 3S. Данное устройство и его бюджетные аналоги, например Аэропак СН, устанавливаемые совместно с приточно-вытяжной вентиляцией, позволяют получить избыточный приточный воздух в квартире и нормализовать естественную вентиляцию. Существует не мало различных проветривателей и более подробно про каждый из них можно прочитать в разделе проветриватели.
В этой статье мы рассмотрели принцип работы, положительные и отрицательные стороны пластинчатых рекуператоров на целлюлозной основе. В следующей статье, мы затронем плюсы и минусы пластинчатых и роторных рекуператоров.
По какому принципу работает рекуператор
Принцип работы рекуператора любого типа заключается в обмене потоков воздуха теплом, т.е. зимой более высокая температура от вытяжного воздуха передается поступающему извне, а летом, наоборот. Все это происходит внутри агрегата.
Таким образом, рекуператор:
- Вентилирует воздух, но температура в помещении не понижается и поддерживается на одном уровне.
- Экономит тепло в холодное время, а в жаркое является надежным заслоном от поступления в помещение раскаленного воздуха с улицы.
- Экономит энергоресурсы.
Упрощенно принцип работы рекуператора можно описать так:
- воздух из помещения перемещается вдоль трубы квадратного сечения;
- воздух входящий движется в поперечном направлении;
- холодный и теплый потоки не смешиваются, т.к. их разделяют специальные пластины.
Объясняет принцип работы рекуператора видео:
https://youtube.com/watch?v=9P94iAYPAqs
Что такое рекуператор?
обратное получение или возвращение
Принцип работы устройства очень простой, из-за разности температуры происходит теплообмен, за счет этого температура воздуха выравнивается. В рекуператоре есть теплообменник с двумя камерами, они пропускают через себя вытяжной и приточный потоки воздуха. Накопленный конденсат, который образуется из-за разности температуры, автоматически удаляется из рекуператора.
Система рекуперации позволяет не только вентилировать воздух в помещении, она значительно экономит расходы на отопление, поскольку эффективно сокращает потери тепла. Рекуператор способен сохранить более 2/3 уходящего из помещения тепла, а это значит, что устройство вторично использует тепловую энергию в одном технологическом цикле.
Как устроена приточно-вытяжная вентиляция с рекуператором
Вентиляционная установка с системой рекуперации имеет достаточно простую конструкцию. При желании покупатель может выбрать любой вариант комплектации (типовая, расширенная, максимальная), а покупка и монтаж узлов могут быть произведены поэтапно.
Корпус, воздуховоды, входные и выходные решетки. Как правило, корпус установки изготавливается из сэндвич-панелей и алюминиевого профиля. Предусматривается шумоизоляция, теплоизоляция корпуса, а также защита от вибрации, которая возникает при работе вентиляторов. Если реализуется проект обеспечения воздухообмена в нескольких помещениях, то к установке присоединяются воздуховоды с заслонками и клапанами для распределения воздушных потоков.
Если блок вентиляции предназначен для одного помещения, то на отверстие выхода подаваемого воздуха устанавливается специальная решетка для равномерного распределения воздушного потока по комнате. Входная точка со стороны улицы оснащается защитной воздухозаборной решеткой. Она нужна для того, чтобы в устройство не попадали насекомые и мусор.
Вентиляторы и система фильтров. Для подачи и вытяжки воздуха в устройстве предусмотрены вентиляторы (центробежные или осевые). Мощность вентиляторов, количество скоростей может отличаться в зависимости от модели оборудования.
На входе обеих воздушных потоков устанавливаются фильтры, которые улавливают пыль и другие загрязнения. Они необходимы для того, чтобы элементы теплообменника не забивались жировыми и пылевыми «пробками». Такие фильтры нуждаются в периодической очистке или замене. Если этого не делать, то при работе устройства будет создаваться сопротивление воздушному потоку, что может привести к сбоям и поломке вентиляторов.
Блок рекуперации, дополнительные системы и управление. Основной объём вентиляционной установки занимает рекуператор (в одном устройстве может быть установлен один или несколько таких блоков). Если установку предполагается эксплуатировать в местности с суровым климатом, где часты сильные морозы, то одного рекуператора будет недостаточно для сохранения комфортной температуры в помещении – в вентиляции должен присутствовать электрический нагреватель.
Приточно-вытяжная вентиляция также может быть оснащена дополнительными системами — увлажнителем воздуха, ионизатором, датчиками СО2, генератором холодной плазмы и другим оборудованием. Современные модели вентиляций имеют электронный блок управления, с помощью которого можно устанавливать нужные режимы работы.
Оборудование для собственноручного изготовления пластичного рекуператора
Чтобы самостоятельно изготовить пластичный рекуператор для дома, требуется наличие следующих материалов:
- 4 м² кровельного железа, обработанного цинком, либо такое же количество листового алюминия, текстолита, меди, гетинакса;
- техническая пробка, имеющая толщину 0,2 см, выполняющая функцию прокладки между пластинами рекуператора. Для этих целей также можно воспользоваться деревянной рейкой, пропитанной олифой;
- обычный герметик на силиконовой основе;
- жестяная, металлическая или фанерная коробка, предназначенная для корпуса прибора;
- 4 фланца из пластика, соответствующие параметрам воздуховодных труб;
- датчик, отображающий перепады давления;
- уголок для устройства стоек;
- изоляционный материал (минеральная вата);
- электрический лобзик;
- метизы.
При наличии всего этого оборудования можно начинать изготавливать рекуператор своими руками.
